Người tình màn ảnh đầu tiên của Đình Tú là người đẹp Vân Anh, nữ chính của "Máy bay ký sự". Phim kể về tình yêu chị em của một nữ doanh nhân thành đạt làm mẹ đơn thân sau đổ vỡ hôn nhân và chàng sinh viên mới ra trường với nhiều tình tiết hài hước. Khi đóng phim này, Đình Tú vừa tốt nghiệp đại học còn Vân Anh mới chia tay chồng. Vân Anh từng được chú ý với danh hiệu Hoa hậu biển của cuộc thi Hoa hậu Thế giới người Việt 2007.
Cách nhau bốn tuổi nhưng Vân Anh và ĐÌnh Tú không gặp khó khăn gì khi thể hiện những cảnh tình tứ, hờn dỗi. Vân Anh cho biết không có ấn tượng đặc biệt về Đình Tú trong lần đầu gặp gỡ khi cùng đi casting nhưng càng tiếp xúc, cô càng thấy anh có tính cách đáng yêu giống nhân vật. Khi diễn với nhau, họ cảm thấy rất chân thật và gần như không phải tưởng tượng. Sự thân thiết ở hậu trường giúp họ dễ dàng vào vai, tạo hiệu ứng tốt cho bộ phim.
Sau thành công của "Máy bay ký sự", Đình Tú tiếp tục gây ấn tượng với vai nam chính trong "Lặng yên dưới vực sâu", đóng cặp cùng Phương Oanh. Đây cũng là bộ phim đánh dấu sự trở lại của nữ diễn viên sau vài năm vắng bóng để vun vén cho cuộc sống riêng. Lần đầu diễn yêu nhau và cách nhau ba tuổi nhưng cả hai không gặp nhiều khó khăn. Phim phát sóng đầu năm 2017, do đạo diễn Đào Duy Phúc thực hiện.
Phim kể về mối tình nhiều trái ngang của Vừ (Đình Tú) - chàng trai H'Mông tài giỏi, nhà nghèo và Súa (Phương Oanh) - cô gái xinh đẹp, cá tính. Tình yêu của họ bị cách trở vì Vừ không có tiền cưới vợ trong khi Súa luôn bị những chàng trai giàu có nhòm ngó. Súa sau đó bị người đàn ông khác bắt về làm vợ nhưng lòng vẫn hướng về Vừ. Hai diễn viên được yêu thích khi thể hiện tinh tế những cung bậc tình cảm khác nhau, từ ngượng ngùng lúc mới yêu đến lúc mặn nồng rồi day dứt vì yêu nhưng không đến được với nhau. Nửa năm sống ở Hà Giang đóng "Lặng yên dưới vực sâu" cùng đoàn phim, Đình Tú và Phương Oanh rất thân thiết.
Năm 2020, Đình Tú tái ngộ Phương Oanh trong phim "Cô gái nhà người ta". Đã thân thiết từ phim trước nên cả hai không hề gặp trở ngại trong lúc kết hợp. Tuy nhiên, Phương Oanh vẫn đờ người khi đóng cảnh hôn ở tập cuối vì phim này còn có sự tham gia của Hương Giang - bạn gái Đình Tú.
Trích đoạn 'Cô gái nhà người ta'
Sau khi "Cô gái nhà người ta" kết thúc, họ tiếp tục đóng phim tuyên truyền về Covid-19 mang tên "Những ngày không quên".
Đình Tú một lần nữa "lái máy bay" khi kết hợp với Phanh Lee, diễn viên hơn anh hai tuổi, trong phim truyền hình "Ghét thì yêu thôi" và "Yêu thì ghét thôi". Ở phần một, phim xoay quanh cuộc sống của Bạch Kim - một cô giáo viên sexy dance tính tình cương trực, phóng khoáng, hồn nhiên. Bạch Kim (Phanh Lee) và Du (Đình Tú) vốn là những kẻ "oan gia ngõ hẹp" nhưng rồi lại thành đôi. Họ chia tay, tái hợp rồi trở thành vợ chồng trong phần hai. Tuy nhiên, hôn nhân của hai nhân vật gặp nhiều trắc trở vì cả hai đều thiếu chín chắn, trưởng thành.
Trích đoạn 'Ghét thì yêu thôi'
Hai nhân vật của Phanh Lee và Đình Tú có nhiều cảnh tình cảm. Nữ diễn viên cho biết cô không ngại ngùng hay thấy gì khó khăn vì trước khi vào phim, cô và đàn em đã là chị em thân thiết nhiều năm. Về phần Đình Tú, anh đã quá quen với việc "lái máy bay" trên phim nên càng không thấy lạ lẫm. Hầu hết các bạn diễn đóng cặp với anh đều là đàn chị.
Năm 2021, khi đóng "Hướng dương ngược nắng", Đình Tú mới thoát cảnh "làm phi công". Trong phim, anh đóng cặp với Quỳnh Kool, nữ diễn viên kém mình ba tuổi. Họ mang đến không khí trẻ trung với những cảnh chành choẹ rồi tình tứ.
Mối quan hệ của Đình Tú và Quỳnh Kool trong phim từ sống cùng nhà trở thành người dưng rồi yêu nhau. Nữ diễn viên Quỳnh Kool cho biết cô và Đình Tú vốn là bạn bè thân thiết nên cứ nhìn thấy nhau là cưới. Vì vậy, họ gần như không phải diễn trong những cảnh vui đùa. Trước "Hướng dương ngược nắng", họ đóng chung "Đi qua mùa hạ" nhưng không có nhiều cảnh tình tứ.
Trích đoạn 'Hướng dương ngược nắng'
Người tình màn ảnh mới nhất của Đình Tú là Phạm Ngọc Anh. Trong phim "Mặt nạ hạnh phúc", Đình Tú vào vai Bảo, chàng du học sinh giỏi giang, chín chắn nhưng luôn ám ảnh vì quá khứ từng gây tai nạn rồi được bố mẹ che giấu giúp bằng cách tìm người chịu tội thay. Bảo đem lòng yêu Hân (Phạm Ngọc Anh) nhưng không hề hay biết cô chính là con gái của người phụ nữ xấu số năm xưa và xin vào làm giúp viêc tại gia đình mình với mục đích trả thù.
Chủ đề giữa Phạm Ngọc Anh và Đình Tú chỉ liên quan đến công việc. Ngoài phim trường, người đẹp sinh năm 1995 cũng rất ít khi tương tác với bạn diễn vì biết anh đã có người yêu và muốn tránh tối đa những hiểu lầm không đáng có. Trong phim, nhân vật Bảo và Hân của họ chưa có nhiều cảnh tình tứ. Ở những tập gần đây, Bảo hết lòng thể hiện sự quan tâm với Hân nhưng luôn bị cô né tránh. Phim đã chiếu 35/40 tập trên SCTV6-FIM360, do đạo diễn Trần Chí Thành thực hiện.
